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   梅乐芝经理的科普文章(三) (第3/3页)


(本章未完,请翻页)对应的液体重量。记录中以阿基米德讨论为最早。

我们的身体主要成份是水,不易被压缩。假设是空气的话,我们就不能潜水。即便采用一些手段潜水,潜入10米,我们就要被压到原来体积的一半了。

正常情况下,空气无所不在,如果想要消除大气压力,就要完全消除空气。某个空间中没有任何气体、液体或其他物质,我们称之为真空。比如太空中就可以称之为真空,而且这个真空比地面上我们制造出来的真空更干净。100公里厚的大气等效为10米高的水柱,也等效为076米的水银柱。因为水银的密度是水的10/076=134倍。如右图,取1米长的玻璃厚管,其中一端是封闭的,另一端开口。灌满水银,堵住开口放入水银池后放开堵口,水银池表面橙色部分承受大气压力,粉色部分承受玻璃管内水银压力,当两者相同时,水银面保持平衡。也就是说,100公里高的大气和076米高的水银柱产生的压力相同。而在玻璃管内超出076米的部分就是真空。实际上里面有少量水银蒸气。

思考:

1现在我们将液体换成气体,也就是说,空气对其中的物体有没有浮力?

2鸟在空中飞行,飞机在空中飞行,是浮力起的作用吗?

3早年农村可以见到手动式抽水机,在使用前要给上面的橡胶活塞倒些水来密封。那么井水最高能抽高多少米?

4人蹲久了,突然站起来,为什么会眼前发黑、发晕?

5接问题4,长颈鹿身高55米,什么情况对它生命可能造成威胁?

生活中出现的压力和浮力:

1自来水系统、喷泉

2抽水马桶水箱(浮力结合杠杆实现自动注定量水、水压力实现冲)

3打气筒

4过桥米线的汤

5血压计

6孔明灯

7公园里面的游船

在地球上,任何物体都受到地球的吸引力,所以重力无所不在。我们生活在大气中,周围物体都受到大气的浮力。不过空气密度小,浮力很小,多数情况下都可以忽略。当某些物体很大时,浮力就是不可忽略的。

古代的应用:

船,是影响人类文明进程的工具。道路和运输,一直是制约文明交流和发展的主要因素。在现代机械和化工没有发展起来前,水运是性价比最高的运输手段。在4000年前,古希腊人就驾驭船,殖民地中海和黑海区域。南岛语系的人征服印度洋和太平洋也必须使用船。在运输量需求大的地方,人类开凿运河沟通水路。比如灵渠、京杭大运河、基尔运河、巴拿马运河、苏伊士运河。船的漂浮是依赖浮力,而前进的动力则可以是人力(希腊三桨座战船trireme)、风力(中国硬帆、阿拉伯软帆)、机械动力(蒸汽机富尔顿)、核动力(鹦鹉螺号)。

近代的应用:

1气球,包括热气球和氢气球。可以带人飞上天空,从新的角度观察世界。在飞机不成熟的年代,气球可以进行侦查(炮兵校准)、空中运输(齐柏林伯爵)。在航天技术不成熟的年代,气球可到达平流层顶部,进行天文观察。

2挖掘石油,往油井中注入高压热水,可使石油自动喷出。像自流井是内部本身压力大,足以克服液体升高至地表对应的压力。在深井中采水,依靠泵水机强大的压力克服水自身的重力。采水溶性矿(岩盐)或热熔性矿(硫磺),方法类似。

观察:

1香烟对身体有害,但是很多人在吸。观察吸烟的过程,看烟是如何进入身体的,注意站在上风口避免受害。

2医院的输液系统,一般药瓶挂在比较高的位置,中间是调节流量的缓冲区,最低位置是输液针头,扎入血管。当无意中降低了缓冲区的高度,会发现血液倒流进输液管。

3水枪抽水、医院抽血,都是利用真空原理。观察这些真空的制造过程。

(本章完)

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